GPS在地籍测量中的作用

摘　要　现今，全球定位系统(GPS)的应用正广泛地被测量界所接受。最初，GPS的应用只涉及到控制测量和高精度的大地测量，后来，它的应用遍及各种测量领域。本文讨论GPS在地籍测量中的作用以及规范中存在的问题。

一、引　言

　　GPS测量要求天空晴朗、开阔。在开阔的地域，特别是在乡村地区，使用GPS测量比用常规测量仪器测量具有更高的作业效率和成本效益，同时也能保持高精度。虽然这样，但是一些测量专家对采用GPS进行地籍测量一直很谨慎，原因有以下几个方面：
　　1. 费用问题。最近几年GPS设备的价格虽下降很多，但是，具有完全实时双频功能的GPS设备的价格仍然比常规仪器的价格高出35%之多。
　　2. 态度谨慎。人们在等待、观望，想看看GPS到底如何发展?
　　3. 使用困难。市面上有一种看法，即GPS很难使用且GPS测量比使用常规方法测量花费时间长。不管什么时候，任何人看待为解决工作中的问题而使用新技术时，通常会担心为了掌握这门新技术从中获益而需要学习的问题。
　　4. 仪器淘汰太快问题。人们有许多担心，由于技术发展很快，许多现在有用的仪器将很快变得落后、无用。

二、GPS地籍测量的优缺点

　　应用GPS进行地籍测量有许多优点，同时也存在一些缺点。
　　优点包括如下方面：
　　1. 减少人力费用。因为GPS仅仅需要一个人来操作，在要测的碎部点上呆上一、二秒进行一些处理即可完成工作；而常规的测量方法要求至少两个人来实施。
　　2.定位精度高，测站间无需通视。 在没有现成基准控制点的遥远地区能进行高精度的定位计算，且定位不受人眼视线的限制。
　　3.操作简便，容易使用。随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，体积越来越小，重量越来越轻。现今，市场上的GPS测量设备使用起来相当容易，在任何条件下都能操作。
　　4. 精确的3维系统，24h免费使用，全天候作业。卫星信号覆盖全球，不受用户数量限制。在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高。观测一般不受天气状况的影响。
　　缺点包括如下方面：
　　1. 购买设备所投入的费用很高。
　　2. 卫星可见度问题。当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖。
　　3. 天空中仍受到障碍物如大树、高大建筑物等的干扰。

三、实时动态GPS(RTK)运用于地籍测量

　　GPS技术的发展已经先进到能在野外实时获取点位厘米级的水平精度的程度。被称为实时动态测量(RTK)的这种GPS测量技术正在被新西兰的规范权威机构确定为地籍测量的一种合适方法。
　　实时动态GPS要求有两台双频GPS接收机，两台仪器之间应有无线电遥测通信线路。其中一台接收机被指定为基台，另一台接收机作为漫游。基台接收机被安放在已知点位上，用它跟踪GPS码和进行载波测量，然后通过无线电遥测线路将测量的数据迅速送给漫游接收机。
　　整个GPS载波相位的计算是通过漫游接收机对载波相位模糊值的求解完成的，接着进行实时厘米级定位。这种技术被称为飞行中整周模糊度求解。当正确的载波相位值得到后就可以进行地形数据的获取。使用实时动态GPS测量，测量师只需站在感兴趣的点位几秒钟，就能快速、高效率地完成测量。
　　地籍测量中应用RTK技术可测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入GIS系统，可及时地精确地获得地籍和房地产图。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具，采用解析法或图解法进行细部测量。
　　RTK技术可实时地测定界桩位置，确定土地使用界限范围，计算用地面积。

四、一个人可操作的设备

　　常规的测量方法与GPS野外作业方法主要的区别在于，GPS基本上可由一个人来操作完成测量任务。单独一名测量师可以完成涉及地籍测量的所有操作任务。以下是常规测量方法与GPS测量方法就所涉及到的每一个处理过程进行的讨论和比较。包括三方面：
　　1. 确定起始点；
　　2. 导线测量；
　　3. 通常的野外测量方法。

五、确定起始点

　　通常在测量工程中第一步是确定现有已知点和定出起始点。大多数规范要求，从以前的测量中选定至少3个控制点作为已知点。当用GPS测量时，确定起始点具有双重目的：
　　1. 有常规测量结果作依据，确定起始点就能够检验现有已知点间的关系和可靠性。
　　2. 它能在GPS参考框架WGS-84坐标系和当地的国家坐标系之间建立重要的联系。
　　常规的测量方法仅仅要求测量3个现有已知点间的角度和2个距离，与所记录好的基础图进行核对，这样来确定这些点的可靠性。
　　GPS测量方法不同，它很容易比较3个点之间的坐标差而不是角度和距离。这样确定起始点就分为两步：
　　1. 将WGS-84坐标系转换成当地参考坐标系。这涉及到多个已知点，由于GPS是一个全3维定位系统，通常要求有4个点。这第4个点用来做为检核点，以便确定根据3个控制点计算的布网是否正确。
　　2. 利用坐标差值来检核起始点。现在的大多数GPS设备都具有标准功能，能现场进行坐标系间的转换。测量员从来不需要看WGS-84坐标，他完全能在直角坐标系下工作。

六、导线测量

　　使用GPS测量的优点是，它具有减少导线测量数量的功能，导线不要求布设成闭合线路。而采用常规的测量方法，导线要闭合到起始点或以前测量的已知点上。和常规测量仪器相比，使用GPS测量更加灵活，并且通过采用适当的点检核测量值，GPS测量能在短短的时间里提供高精度的测量成果。

七、通常的野外测量方法

　　在野外测量中，使用GPS设备计算很快。随着观察位置的不同，GPS设备能在快速动态初始化下实时计算出系统坐标并将坐标直接记录在数据记录器上。GPS设备能直接计算出坐标点之间的角度和距离，与基础图比较，确定是否符合一致。另外，GPS设备也有一个缺点，在设置边界标志点时，由于地物障碍，它会受到一些限制。GPS设备依赖于可见到的卫星，在新的开阔地区，信号失锁问题不会出现，但是在有高大建筑物的地区可能会出现这一问题。
　　测量规范要求检核桩点的位置坐标，这通常是利用许多原有的已知点或最近刚测量过的坐标点，通过双重连测来实现的。作业中也要测量距离和角度。随着GPS测量的进行，接收机可能被迫放弃对卫星的自动跟踪，这就会迫使接收机重新初始化，然后重新观测每一个新的坐标点，作为野外检核。这些新坐标是从由基台传送来的初始化的载波相位整周模糊度获得的。
　　尽管野外检核非常重要，但是大多数常规的计算是在办公室内完成的，根据基础测量图核对各项限定要求来证实或否定已知测量控制点的点位可靠性。把所有相关的测量坐标装入手提式控制器中可以更有效地使用GPS。更重要的是，一旦贮存了这些坐标，就可以实时检核和确定原有的已知测量控制点和采用点的可靠性及它们之间的关系。这些附加的信息有助于测量师在野外作出决定，节省时间和费用。

八、结　论

　　当今，GPS正在越来越多的测量工作中得到应用，其在地籍测量中的应用就是其中的一例。GPS具有其他测量仪器和测量方法所不能比拟的优点。当GPS应用于地籍测量时，审查测量规范是必要的，以便人们能采纳这项新技术而不是把它当作是一个协助国内地籍测量的“鞋拔子”。当然GPS也有一些我们能够接受的限制。GPS对测量工作实施会产生巨大的影响。地籍测量需要GPS，同时，这项技术也代表了测量方法的改进，使其成为沿着高生产率方向发展的一种自然进程。

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